Батарея AGM и батарея VLRA

铅酸电池采用Pb-Ca-Sn合金板栅，负极板添加析氢抑制剂。湿充电技术广泛应用于电池行业。在限制充电电压后，这些电池可以认为是免维护的。但是，它们的使用寿命在很大程度上取决于需要严格遵守的充电条件，尤其是最大充电电压的限制。电池工程师和生产商正在寻找将 H 回收到水中的方法₂ 和 O₂ 在电池充电和过度充电期间释放。这样就可以解决失水的问题。

电池中的失水会导致H的浓度₂所以₄ 增加，导致正极板钝化。已经开发出三种主要技术来将氢和氧重新组合回水中，如下所述：

1.氢气和氧气在催化塞中结合；

2、氢气和氧气在辅助催化电极上结合；

3.阀控式铅酸电池（VRLAB）。

VRLAB的工作原理可以概括如下：

- 正极板发生水分解反应，导致 O₂沉淀并产生 H+ 离子。

- ○₂ H+离子通过隔板中的气体通道和液体通道扩散到负极板。

- 氧到达负极板后发生还原反应，与H+离子反应生成水。

- 生成的水通过隔板扩散到正极板，使正极板电解的水得到回收。

上述反应形成所谓的闭氧循环（COC）。封闭式氧循环显着减少了电池在充电和过充过程中的失水量，使其免维护。

根据隔膜类型和电解质状态，VRLA 电池采用的两种基本技术是：

 (1) 使用吸附玻璃纤维毡 (AGM) 的电池，其电解液吸附在 AGM 隔膜中。吸附玻璃纤维含有不超过85%的长度为1~2mm的玻璃纤维，含有15%的聚合物纤维（聚乙烯、聚苯撑等）作为增强材料。玻璃纤维具有亲水性，其作用是吸附电解质，而聚合物纤维提供机械支撑的同时还具有一定的亲水性，可以促进气体通道的形成。

(2) 使用胶体电解液的电池（胶体电池），这种电池的电解液是一种不流动的触变胶体，其中含有SiO₂ 和铝₂○₃ 直径为几纳米的颗粒。使用与富液电池相同的聚合物隔板来分隔正极板和负极板。凝胶电池，如浸没电池（包含流动的电解质），在开始使用时也会失水。结果，胶体收缩并在内部形成裂缝。这些裂缝形成氧气通道。从正极板放出的氧气到达负极板，使COC开始工作，失水停止。无论使用哪种隔膜（与 AGM 或凝胶隔膜相同），所有类型的 VRLA 电池的 COC 的运行机制都是相同的。

VRLA电池的每个电芯都有一个减压阀（代替富液电池的排气帽），可以在由极板和隔板组成的电池极组上方保持一定的气压。在负极板发生氧还原反应，大大降低了极组中负极板的氧气压力。这样，在极组内部就形成了扩散梯度，引导氧气流向负极板。因此，减压阀是 VRLAB 必不可少的组成部分。

氧气沿两条路径运输：

(1) 通过 AGM 分离器的通畅气体通道，以及

(2)溶解在电解液中，沿充满一定直径的电解液通道输送。氧气在气体通道中的扩散速率更大，比液体通道中氧气的扩散速率高6个数量级。因此，由于电解液中溶解的氧很少，电解液中氧的传输可以忽略不计。

AGM电池是一种VRLA电池，它与凝胶电池的不同之处在于它使用可以吸收硫酸电解液的玻璃纤维作为隔膜。从正极产生的氧气通过隔膜的孔隙输送到负极，并与氢气反应产生水和热量。

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